Studopediya

КАТЕГОРИЯ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

На топлинен ефект на вещества, стандартна ентропия и стандартната Гибс енергия на образуване на веществата

Основните уравнения на химичната термодинамика и химически равновесие

1. Q = DE + W - уравнение на първия закон на термодинамиката

2. W = PDV

3. Q V = DE V - топлина изохорен процес

4. Q р = DH р - топлина изобарен процес

5. DH р = DE + PDV - уравнение на първия закон на термодинамиката за изобарни процеси

6. DH = A N DH 0298 ARR. прод. реакции. - A N DH 0298 ARR. Реф. вещества - T той първо следствие от закона на Хес

7. DH = A N DH 0298 Burn. резултат. гр. - A N DH 0298 Burn. прод. реакция - в Thoroe следствие от закона на Хес

8. Q = W - уравнение на първия закон на термодинамиката за биосистеми

Q

9. DS = ¾¾ - ентропия, като функция на състоянието на системата

T

10. DS ³ 0 - уравнение на втория закон на термодинамиката

11 S = A N S 0298 прод. стр. - A N S 0298 Реф. гр. - Изчисляване на реакция ентропия

12. DG = DH 0 0 - 0 на TDS - уравнението за изчисляване на свободната енергия на Гибс

13. ГД 0 = A N DG 0298 прод. стр. - A N DG 0298 Реф. гр. (X)

14. ГД 0 = - 2,3RT LG KC - изотерма уравнение на химична реакция при стандартни условия

уравнение реакция изотерма химическа - 15.

16. - постоянен химичен равновесие изразена по отношение на равновесната концентрация на веществото

17. - постоянен химически равновесие изразени в парциалното налягане равновесие на веществото

18. - уравнение isobars

19. - Изчисляване на топлинната ефект върху стойностите на константите

Таблица 1

вещество The топлинен ефект на кДж / мол Standard ентропия J / мол × K Стандартната Гибс енергията на образуване на кДж / мол
неорганични вещества
C (графит) 6
CO (д) -110 198 -137
CO 2 (г) -393.5 214 -394
Cl 2 (г) 223
Cl 2 O (ж) 76 266 94
FeSO 3 (TV) -753 96 -680
Н2 (д) 131
HCI (д) -92 187 -95
HI (Z) 24 206 -1
HNO 2 (вод) -119 153 -56
HNO 3 (ж) -174 156 -81
Н (ж) -286 70 -237
Н 2 (г) -187 110 -120
H 2 S (ж) -21 206 -34
H 2 SO 4 (ж) -814 157 -690
Kno 3 (TV) -495 133 -395
КОН (воден разтвор) -477 92 -441
N 2 (г) 192
NH3 (ж) -46 192 -16
Н (ж) 82 220 +104
NO (G) 91 211 87
NO 2 (г) 33 240 51
N 2 O 3 (г) 11 356 115
Na 2 (S) -510 95 -447
Na 2 S 2 O 3 (TV) -1117 225 -1043
О 2 (г) 205
SO 2 (г) -297 248 -300
SO 3 (ж) -396 257 -371
органични вещества
Метан (ж) -75 186 -51
Етан (ж) -85 229 -33
Етилен (ж) 52 219 68
Ацетилен (G) 227 201 209
Бензен (ж) 49 173 125
Циклохексан (ж) -156 204 27
Хлорометан (G) -86 234 -63
Дихлорометан (G) -95 270 -69
Трихлорметан (G) -101 296 -69
Въглероден тетрахлорид (ж) -100 310 -58
Метанол (G) -239 127 -166
Етанол (G) -277 161 -174
Диетил етер (G) -279 253 -123
Ацеталдехид (ж) -166 264 -133
Ацетон (G) -247 199 -154
Пируват йон (р-р) + -559
L-млечна киселина (р-р) -686 222 -539
Захароза (TV) -2222 360 -1545
D-глюкоза (р-р) -1264 269 -917
Нитробензен (ж) 16 224 146
Анилин (ж) 31 191 149
L-левцин (р-р) -643 208 -362
Glycine (п.п.) -523 159 -380
D, L-leytsilglitsin (п.п.) + -464
Глицилглицин (п.п.) -734 231 -492

Стандартната енталпия на горенето на органични вещества, кДж / мол



Метан (ж) -890 Етанол (G) -1371
Ацетилен (G) -1300 Диетил етер (G) -2727
Бензен (ж) -3268 Нитробензен (ж) -3091
Циклохексан (ж) -3920 Анилин (ж) -3396
Метанол (G) -727 гликоза -2802

Специфична топлина на пълно окисление на веществата в тялото, кДж / г.

конвенционалната протеин
конвенционалната масло
въглехидрати

Образователни цели:

Проблем 1 При хората етанол окисляване реакция протича в два етапа. Първият - окисление на етанол до ацеталдехид с участието на дехидрогеназа протича ензим алкохол съгласно уравнението: С 5 OH + Уг O 2 = СН 3 СОН + Н

Изчислете DH 0 реакции с помощта на първата последица от закона на Хес, когато

DH 0 ARR. 5 OH) = - 278 кДж / мол;

DH 0 ARR. (CH 3 Со) = - 166 кДж / мол;

DH 0 ARR. 2О) = - 286 кДж / мол.

Решение: DH 0 = A N DH 0 obr.pr.r. - A N DH 0 obr.iskh.v.v; DH = (-166+ (-286) - (- 278)) = - 174 кДж / мол

A: топлината от реакцията DH = -174 кДж / мол, т.е. екзотермична процес.

Задача 2. Heat горене глюкоза е -2810 кДж / мол, топлината на изгаряне на етанол е -1366 кДж / мол. Въз основа на тези данни, изчисляване на термичния ефект на биохимичен процес на ферментация на глюкоза:

C 6 H 12 O 6 = 2С 5 OH + 2CO 2

Решение: Топлинният ефект на реакцията може да бъде изчислена чрез прилагане на втората следствие от закона на Хес:

DH DH 0 = един Burn. резултат. вещества - A N DH 0 изгори. прод. реакция

DH = -2810 - 2 ∙ (-1366) = - 78 кДж / мол

Отговор: топлинният ефект от процеса на ферментация е - 78 кДж / мол.

Задача 3: Изчислява се стандартното ентропията на реакция:

NH 2 - СН2 - COOH + NH 2 - СН2 - СООН → NH 2 - СН2 - СО - NH - СН2 - COOH + Н

глицин, глицин, глицилглицин

Ако S 0 (глицилглицин) = 231 J / мол K ×;

S 0 (глицин) = 159 J / мол K ×;

S 0 (H 2 O) = 70 J / мол × K;

Решение:

DS = S 0298 (СН) + S 0298 (H 2 O) - 2 S 0298 (глицин) = (231 + 70) - (159 + 159) = -17 J / K мола х

A: DS 0298 = - 17 J / мол × K, т.е. ентропия намаление.

Проблем 4. топлината на изгаряне на въглехидрати, протеини и мазнини е 17, 17 и 39 кДж

съответно. Средната дневна нужда от протеини, мазнини и въглехидрати за студенти - мъже е 113, 106 и 451 грам. Каква е дневната потребност на студенти - жени във властта?

Решение: Ние разчитаме колко енергия се освобождава по време на окисление на въглехидрати, протеини и мазнини

DH = (451 х 17) + (17 х 113) + (106 × 39) = 13 722 кДж.

Отговор: Изискването за дневна енергия е 13 722 кДж.

Задача 5. Защо процеса на протеин денатурация при 40 0 С се е спонтанно, ако реакцията е ендотермична и ефекта на топлина е 2830 J / мол? DS стойност за реакцията е равна на 288 J / мол ∙ K

Решение: За да се определи посоката на процеса е необходимо да се знае големината на енергия промяната на Гибс изчислява съгласно уравнението: DG 0 0 = DH - TDS 0. Изчисленията показват, че ГД <0 (ГД 0 = 2830 J / мол - (313K × 288 J / мол ∙ K) = - 87 314 J / мол, или - 87,3 кДж / мол).

Отговор: Защото на ГД <0, а след това на процеса на протеин денатуриране при 40 0 С възниква спонтанно, повишаване на телесната температура може да бъде опасно за живота на организма.

Задача 6. Изчислете Гибс енергия е мярка за спонтанни процеси, реакционната гликолиза при стандартни условия: C 6 H 12 O 6 (вод) ® 2С 3 H 6 O 3 (воден) (млечна киселина).

Решение:

От таблицата се пише термодинамичните количествата стандартната Гибс енергия за участниците на химичния процес: ΔG 0 (C 6 H 12 O 6) = -917 кДж / мол; ΔG 03 Н 6 O 3) = -539 кДж / мол. 1 Използване следствие от закона на Хес изчисли Гибс енергия:

DG 0 = 2 х ΔG 03 Н 6 O 3) - ΔG 0 (C 6 H 12 O 6)

ΔG 0 = 2 (-539) - (-917) = -161 кДж / мол

Отговор: защото ΔG 0 <0, реакцията е спонтанно в посока напред.

Проблем 7. Изчислете енергия промяната на Гибс при 25 0 С за топлинен ефект и абсолютен ентропия за реакцията: CO + 2Н 2 = СН3ОН

DH 0 мод СН3ОН = -293 килоджаул / мол 0 S (CH 3 OH) = 127 J / мол K ×

DH = 0 мод SB - 110 кДж / мол. S 0 (CO) = 198 J / мол K ×

S 02) = 131 J / мол К х

Решение: DG 0 0 = DH - TDS 0

DH 0 = Andh 0 ARR. PR. реакции. - 0 ånDN ARR. Реф. въпрос

DH = 0 - 293 - (-110) = - 183 кДж / мол

DS 0 = A N S 0 прод. р - A N S 0 резултати. въпрос

DS 0 = 127 - (198 + 2 (131) = - 333 J / мол К х

ГД 0 = - 183.5 кДж / мол - (298 К × 0.333 кДж / мол × K) = - 83,8 кДж / мол

Отговор: DG 0 = - 83,8 кДж / мол

Проблем 8. Изчислете равновесната константа при 310 К за реакция ATP + AMP ↔ 2ADF ако Гибс свободната енергия на реакция ΔG ° = -2,10kDzh / мол.

Решение: в равновесие ГД 0 = - 2,3RT LG KC

lgKc = 0354

K с = 0.354 10 = 2.26

Отговор: Kc = 2,26

Задача 9. константа на равновесието на реакцията: на се PCI5 (G) «РСЬ 3 (г) + Cl 2 (г) при 250 0 ° С е равно на 2. В каква посока е реакцията при следните концентрации: С (на РСЬ 5) = C (РСЬ 3 ) = 2 мол / л; C (Cl 2) = 4 мол / л?

Решение: За да се определи посоката на реакцията ще използва уравнението на изотерма

Изчисляваме Пс

защото P C> K, ГД> 0

Заключение: Реакцията не могат спонтанно да продължи в посока напред, тъй като DG> 0.

Задача 10 постоянно равновесие реакцията 2SO 2 (г) + O 2 (г) Û 2SO 3 (г) при температура 0 ° С 627 е равна на 2,3 ∙ 10 -7, DH 0 = 376.5 кДж / мол. Изчислете константата на равновесие при 727 0 C.

Решение: използвайте уравнението isobars химична реакция:

T 1 = 273 + 627 = 900 K

T 2 = 273 + 727 = 1000K

Отговор: константа на равновесие при 727 0 ° С е равно на 3,56 х 10 -5.

Задача 11. Към реакционната Н 2О (G) + CO (д) ® CO 2 (г) + Н2 (ж) от химични константи равновесие са: 0 при 800 С = 2.87 Cr, 1000 0 ° С 1 = Cr 39. Изчислете термичен ефект тази реакция.

Решение: Прилагане на уравнение isobars химическа реакция, ние изчисляваме DH

Да приемем, T 1 = 800 + 273 = 1073 K

T 2 = 1000 + 273 = 1273 K

Отговор: DH = -39.16 кДж / мол.

Задачи за независим решение:

Задача 1. На изпаряването на 1 мол вода изисква 40 кДж. Колко топлина се губи на ден в разпределението на вода чрез 720g на кожата?

Отговорът е: 1600 кДж

Задача 2 водороден пероксид (Н 2) под формата на разтвор с маса фракция от 3%. Той се използва в медицината за лечение на рани. Докаже, че процесът на разлагане на водороден пероксид в присъствието на ензима каталаза е спонтанно, като се използва за изчисляване на стандартното ентропията стойност на образуване на изходни материали и реакционни продукти:

S 0298 2) = 110 J / мол х К; S 0298 (H 2 O) = 70 J / мол × K; 0298 S (O 2) = 205 J / мол К х.

Отговор: Δ S = 62,5 J / мол × K

Задача 3. Изгарянето на метан обем от 2 m 3 се разпределят 79 600 кДж на топлина. Изчислява се стандартното топлината на изгаряне на метан.

Отговор: 891.52 кДж / мол

Задача 4. Изчислява се стандартното Гибс енергия за оксидация на глюкоза от следните данни: DH 0 мод (C 6 H 12 O 6) = - 1264.4 кДж / мол; DH 0 мод (CO 2) = - 393 кДж / мол;

DH 0 мод (H 2 O) = - 286 кДж / мол. Промяната в ентропията на системата е равна на цялата реакция 0.259 кДж / мол К х

Отговор: DG = - 2886,8 кДж / мол.

Zadacha5. Изчислете топлинен ефект на етанол, необходими за използването на този стандарт енталпия горене.

Отговор: DH 0 ARR. = -273 KJ / мол

Задача 6. равновесната константа за реакция на N 2 0 4 (г) ↔ 2N0 2 (г) при 25 ° С е 0.1. В каква посока реакцията ще отида при следните концентрации на веществата:

а) С (N0 2) = C (N 2 0 4) = 0,1 мол / л;

б) С (N0 2) = 0,01 мол / л; C (N 2 0 4) = 0,02 мола / L?

7. Задачата на реакционната Н2 + I 2 ® 2HI при 444 0 ° С равновесната константа равна на посоката на процес 50. Определя ако захранващата смес има следния състав: С (Н 2) = 2 mol / L, С (HI) = 10mol / L ,

Отговор: състоянието на равновесие, защото ΔG = 0.

Целева 8. Изчислете равновесната константа ако DG 0298 за реакцията е равна на 4478 кДж / мол.

Отговор: 6.1

Задача 9. равновесната константа на разграждане на лекарството в автоклав при 413K е равна на 0396 ∙ 10 5 Ра и при 443K - 1286 ∙ 10 5 Ра. Изчислете топлината от реакцията.

Отговор: 59,6 кДж / мол.

Целева 10. Използване на стойността на ΔG ° установи дали е налице опасност от отравяне на пациента, когато се използва като лекарство азотен оксид с (I), токсични азотни окиси (II) може да се образува от реакцията: 2 N 2 O + O 2 = 4NO. Всички вещества са в газообразно състояние. Референтните данни се отнасят. В таблицата.

<== Предишна лекция | На следващата лекция ==>
| На топлинен ефект на вещества, стандартна ентропия и стандартната Гибс енергия на образуване на веществата

; Дата: 04.01.2014; ; Прегледи: 1913; Нарушаването на авторските права? ;


Ние ценим Вашето мнение! Беше ли полезна публикуван материал? Да | не



ТЪРСЕНЕ:


Вижте също:



zdes-stroika.ru - Studopediya (2013 - 2017) на година. Тя не е автор на материали, и дава на студентите с безплатно образование и използва! Най-новото допълнение , Al IP: 66.102.9.24
Page генерирана за: 0.067 сек.